Пример. Определить tт при следующих исходных и расчетных данных:
Определить t т при следующих исходных и расчетных данных:
; ; ; ; ; ; ; ; .
Для воздуха, поступающего в дизель, вычисляем по формуле (3.4):
.
Задаем в первом приближении . Для воздуха и продуктов сгорания в отработавших газах вычисляем по формулам (3.4), (3.5) и (3.3):
Из соотношений (3.1) и (3.2) вычисляем:
, .
Проверяем условие сходимости , т.е. расчетная температура значительно отличается от принятой. Принимаем t т2 = 6080 С и вычисляем
; t г= 6020 С. Сходимость принятой и расчетной температуры достаточная, поэтому t т= 6020 С. Температура отработавших газов перед турбиной в К
.
Давление воздуха pk в МПа перед впускными органами цилиндра дизеля определяется из выражения для цикловой подачи топлива в кг/цикл
,
ηu, α, Tk – принимаются из задания и таблицы 2.1, при этом
;
g ц, L 0, Vs – вычислены ранее. Суммарная степень повышения давления воздуха в агрегатах наддува
,
где p 0 = 0,101 – стандартное атмосферное давление, МПа; D px, Dpф – соответственно сопротивления холодильника наддувочного воздуха и фильтра воздуха на входе в агрегаты наддува; можно принять D px = Dpф = 0,003 МПа. Давление газов перед турбиной pт для четырех- и двухтактных дизелей определяется различными способами. В четырехтактном дизеле удаление отработавших газов из цилиндра производится выталкивающим действием поршня за такт выпуска, и на соотношение давлений p к и pт можно не накладывать ограничений. Дизель может быть обеспечен воздухом за счет работы одного турбокомпрессора (приводной компрессор отсутствует); турбина работает на отработавших газах, и её мощность расходуется на привод компрессора (см. рис. 3.1, а). В этом случае степень понижения давления газов в турбине πт определяется из преобразованного уравнения баланса мощности турбины и компрессора
, (3.6)
где k, k т – показатели адиабат воздуха и отработавших газов; R, R т – газовые постоянные воздуха и газов; T 0 = 293 K – стандартная температура наружного воздуха; ηтк – К.П.Д. турбокомпрессора; ; G в, Gr, , T т – определены ранее. Можно принять
; ; ,
где , , - принимаются из задания. Показатель адиабаты отработавших газов
,
где определено ранее. Из уравнения (3.6) определяется πт. Давление отработавших газов перед турбиной в МПа определяется из выражения
, (3.7) где p 0 = 0,101 – стандартное атмосферное давление, МПа; D p т = 0,002 – сопротивление выходу газов из турбины, МПа. В двухтактном дизеле в целях осуществления продувки и очистки цилиндра от отработавших газов давление воздуха перед впускными органами должно быть больше давления газов перед турбиной, т.е. . Можно принять p т = 0,8 p k, где p k – вычислено ранее. Далее, при известном p т определяют πт из выражения (3.7), а путем решения уравнения (3.6) вычисляют πк. Для двухтактного дизеля определенное из уравнения (3.6) значение πк представляет степень повышения давления воздуха в 1-й ступени наддува (см. рис. 3.2, б), т.е. πк 1 = πк. Степень повышения давления воздуха во 2-1 ступени компрессора, приводимого от коленчатого вала дизеля, определяется из выражения
.
Эффективная мощность газовой турбины в кВт
.
Мощность в кВт, потребляемая компрессором,
.
Все величины, необходимые для вычисления N т и N к определены ранее или содержатся в задании. Для двухтактного дизеля необходимо вычислить мощность 1-й и 2-й ступеней компрессоров соответственно при πк 1 и πк 2. Проверкой правильности расчетов служит равенство . При вычислении мощности потребляемой компрессором 2-й ступени, необходимо вместо температуры T 0 подставлять температуру воздуха T 1 после сжатия на выходе из 1-й ступени. Температура T 1 в K определяется по формуле
.
Для четырехтактного дизеля в эту формулу вместо πк 1 подставляется πк . При наличии двух последовательных ступеней сжатия температура воздуха T 2 на выходе из 2-й ступени в K определяется по формуле
,
где T 1 – температура воздуха на выходе из 1-й ступени; πк 2 - степень повышения давления воздуха во 2-й ступени. Требуемое понижение температуры воздуха в холодильнике надувочного воздуха (см. рис 3.1, б)
.
При двухступенчатом наддуве (см. рис. 3.2, б) вместо T 1 необходимо подставить T 2.
|